Главная » Разное » Что такое окно в информатике

Что такое окно в информатике


Лекция по информатике "Окна.Виды окон".

Интерфейс.

Интерфейс (внешнее лицо) – совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека.

Пользовательский интерфейс – обеспечивает взаимодействие пользователя с ПК. Может быть символьным и графическим.

Окна.

Важнейшим элементом графического интерфейса Windows являются окна.

Окно – обрамлённая прямоугольная область на экране монитора, в которой отражается приложение, документ, сообщение.

Окно активно, если с ним в данный момент работает пользователь.

Существуют следующие типы окон – окна приложений, окна документа и диалоговые окна.

Окна приложений.

Приложение – комплекс взаимосвязанных программ для создания и модификации объектов (документов), а также для управления объектами определенного типа.

В окне приложения выполняется любое запущенное на выполнение приложение или отражается содержимое папки. Открыть или закрыть окно приложения – то же, что и запустить программу на выполнение или завершить ее. Окна приложений можно перемещать на любое место Рабочего стола, разворачивать на весь экран или сворачивать в кнопки на панели задач.

Основными элементами окна приложения являются:

  1. Рабочее поле: внутренняя часть окна, содержит вложенные папки или окна документов. Может занимать весь экран, может быть свернуто в значок на панели задач;

  2. Границы: рамка, ограничивающая окно с четырех сторон;

  3. Управляющее меню: содержит имена ниспадающих меню. располагается непосредственно под заголовком, содержит пункты меню, обеспечивает доступ к некоторым командам. Имеется только у основных окон программ, у вторичных окон, открываемых программами для своих нужд, строки меню нет;

  4. Ниспадающее меню, содержит группы команд, объединенных по функциональному назначению;

  5. Заголовок: строка непосредственно под верхней границей окна, содержащая название окна, в правой и левой частях строки заголовка могут располагаться кнопки системного меню, сворачивания, разворачивания, закрытия окна;

  6. Значок системного меню: кнопка слева в строке заголовка открывает меню перемещения и изменения размеров окна;

  7. Панель инструментов: располагается под строкой меню, представляет собой набор кнопок, обеспечивает быстрый доступ к командам;

  8. Кнопки Свернуть, Развернуть/Восстановить, Закрыть расположены в верхней правой части окна на строке заголовка;

  9. Строка состояния – содержит информацию о режимах работы приложения.

1

4

6

3

8

2

5

7

9

2

Рис. 1 Окно приложения.

Окна документов.

Документ – объект Windows, созданный в приложении и содержащий информацию определенного вида.

Окна документов предназначены для работы с документами и расположены внутри окон приложений.

Элементы окна:

  1. Рабочее поле, где создается документ средствами приложения;

  2. Вертикальные и горизонтальные линейки прокрутки - появляются в документах, занимающих места больше, чем площадь рабочего поля, служат для просмотра документа по вертикали и горизонтали;

  3. Заголовок окна документа – его название, совпадающее с именем файла;

  4. Кнопка системного меню, кнопки «Свернуть», «!Развернуть», «Закрыть» - имеют то же значение, что и в окне приложения.

.

1

2

3

4

4

Рис.2. Окно документа

Открытое окно документа может находиться в активном либо в пассивном состоянии. Если окно находится в пассивном состоянии (зона заголовка не выделена цветом), то, щелкнув по любой его части мышью, можно перевести его в активное состояние.

Отображение документа на экране:

  • Режим Обычный;

  • Режим Разметка страницы;

  • Режим Структура документа.

Диалоговые окна

Служат для настройки параметров операционной системы или приложения, выводит необходимые в процессе работы сообщения.

Возникает на экране чаще всего в результате выбора той или иной команды меню или нажатия кнопки панели инструментов. Иногда программа самостоятельно выдает диалоговое окно, чтобы узнать у пользователя, что ей делать дальше.

Содержит набор типовых объектов (элементов) управления:

  1. Вкладки – имеют вид типового диалогового окна, но расположены в главном диалоговом окне одна под другой, так что видны их ярлыки;

  2. Командные кнопки – имеют прямоугольную форму и служат для выполнения написанных на них команд;

  3. Переключатели - (флажки) квадратной формы, предназначены для включения и выключения режимов. При щелчке мышью на переключателе в его поле появляется или исчезает специальный знак;

4. Поля списка – служат для выбора одного варианта из предлагаемого перечня;

5. Кнопки выбора - имеют форму круга, предназначены для выбора одного из вариантов. вариант отмечается точкой внутри круга;

6. Текстовые поля – в которые вводятся текст или числовые данные.

7. Демонстрационные подокна - на примерах демонстрируются результаты тех или иных установок диалогового окна;


1


4

3



7


2


3

5

6

Окно можно перемещать по экрану (взяв мышью за заголовок), но менять его размеры нельзя.

Варианты представления окон

  1. Полнокранный - окно развернуто и занимает весь экран

  2. Нормальный – окно занимает часть экрана

  3. Значок (пиктограмма) – окно «свернуто» в пиктограмму.

Перемещение окна. Укажите мышью на заголовок окна и, нажав левую кнопку мыши, перетащите окно на новое место, после чего отпустите левую кнопку мыши.

Свертывание окна и развертывание пиктограммы (значок окна) в окно. Чтобы свернуть окно в пиктограмму, щелкните мышью кнопку в правой части заголовка окна (если этой кнопки там нет, значит окно нельзя свернуть). Чтобы развернуть окно, щелкните эту пиктограмму (на панели задач).

Развертывание окна на весь экран или восстановление исходного размера. Чтобы развернуть окно на весь экран, щелкните мышью кнопку в правой части заголовка окна. Для восстановления исходного размера окна щелкните мышью кнопку в правой части заголовка окна.

Изменение размера окна.


Чтобы изменить размеры окна, необходимо указать мышью на границу окна, при этом указатель мыши превратится в двухстороннюю стрелку. Нажав на левую кнопку мыши, перетащите границу (или границы) окна на новое место, а затем отпустите кнопку мыши.

Что такое компьютерные науки? (с иллюстрациями)

Информатика - это философия и область исследований, которая охватывает практически все аспекты доступа к информации, в частности, что касается компьютерного кода, технической инженерии и Интернет-коммуникаций. Некоторые люди, работающие в этой области, работают программистами, использующими алгоритмы для изучения и решения сложных проблем и уравнений; другие ищут способы использования информационных технологий, чтобы сделать определенные задачи более эффективными или упрощенными.В наше время эта область часто очень тесно связана с передовыми технологиями, но так было не всегда. Строительные блоки информатики - математические вычисления, системы упорядочивания информации и логические головоломки, используемые для декодирования шаблонов - существовали задолго до того, как были изобретены персональные компьютеры или мобильные телефоны.

Портативный компьютер.
Основные принципы

Науку, пожалуй, лучше всего описать как подход к комплексному управлению информацией. На самом базовом уровне информатика включает в себя изучение структуры, механизации и выражения алгоритмов, которые представляют собой методические процессы для решения проблем, и каждый раз, когда необходимо согласовать факты, цифры или наборы данных, в игру вступают ее принципы.

Разработка планшетных компьютеров относится к информатике.
Практическое применение

Управление технологиями и цифровой информацией - одно из наиболее очевидных приложений, но исследователи также используют те же принципы для понимания научных концепций, таких как генетика, для прогнозирования моделей землетрясений и для понимания таких теорий, как Большой взрыв.Математики, ученые и инженеры обычно выходят на поле, когда работают со сложными уравнениями, и даже те, кто работает в медицине, гуманитарных науках, юриспруденции и использует некоторые из наиболее вычислительных аспектов науки при составлении демографических диаграмм, составлении наборов данных или поиске для закономерностей в информации во времени.

Программисты обычно хорошо разбираются в компьютерных науках.

В онлайн-пространстве информатика обеспечивает основу для веб-сайтов и интегрированного веб-контента. Программисты и кодировщики используют информационные системы для превращения того, что по сути представляет собой серию числовых кодов, в визуальную графику и понятный текст, в котором можно легко искать, перемещаться и упорядочивать.

Программисты

также несут ответственность за создание пользовательских интерфейсов на компьютерах, планшетах и ​​смартфонах, и они проектируют инфраструктуры, позволяющие различным устройствам взаимодействовать друг с другом.Большая часть такого рода работы обсуждается с точки зрения «битов и байтов». Биты помогают в передаче файлов между машинами, в то время как байты служат там, где они заканчиваются, и являются основными единицами измерения и хранения электронной информации.

Эволюция поля

Большинство людей считают информатику чем-то вроде новой области, и в той мере, в какой она во многом связана с мобильными технологиями и Интернетом.Алгоритмическая основа этой дисциплины существует уже много столетий, начиная с самых элементарных калькуляторов и инструментов, которые впервые начали переносить работу по решению уравнений из человеческого разума в сферу машин.

Однако идея единого «компьютера», способного обрабатывать несколько программ и команд, впервые стала популярной только в 1940-х годах.Даже тогда фраза «информатика» не входила в чей-либо словарный запас до конца 1950-х годов.

Карьерный путь

Большинство людей, изучающих информатику на университетском уровне, продолжают работать программистами или компьютерными инженерами.Многие из этих людей будут разработчиками кода, работающими в Интернете или в компаниях-разработчиках программного обеспечения; другие станут специалистами по устранению неполадок в области информационных технологий, которые помогут обычным пользователям решать проблемы, повышая эффективность своих личных или рабочих компьютеров.

Однако такое образование не ограничивает людей только работой с компьютером.Исследователи из самых разных дисциплин полагаются на людей, обладающих опытом программирования, для создания программ для сбора данных, сортировки информации и выявления закономерностей. Частные компании и фирмы, стремящиеся выявить определенные демографические данные населения, являются одними из крупнейших потребителей такого рода знаний. Это может быть так сложно, как сужение числа случаев определенных генетических маркеров или диагнозов болезней, или так же просто, как нацеливание на потенциальных потребителей определенного продукта. Компьютерные коды и уравнения могут облегчить получение этих чисел и облегчить понимание, когда они будут под рукой.

Требуемые навыки и образование

Решение проблем лежит в основе этой области, и, следовательно, люди, работающие в ней, должны быть сильными аналитическими мыслителями.Наиболее успешные ученые, как правило, стремятся продвигаться вперед до тех пор, пока не будет найдено конкретное решение, и также обычно должны иметь много терпения, потому что поиск ответа и результатов может занять время. Способность адаптироваться к новым и быстро меняющимся технологиям также обычно очень важна.

Многие колледжи и университеты предлагают курсы и степени в области информатики.Программы различаются от школы к школе, но обычно они сочетают курсы математики, логической теории и статистики с практическими проектами программирования и программирования. Выпускники со степенью бакалавра и младшего специалиста обычно готовы начать работу начального уровня в компании-разработчике программного обеспечения или исследовательской группе, в то время как выпускники, получившие степень бакалавра, часто переходят на более руководящие должности консультантов и менеджеров.

Также можно самостоятельно обучить многим основным навыкам.Учебники по программированию и программированию предлагаются бесплатно в Интернете во многих местах, и люди, способные решать сложные задачи, часто обнаруживают, что они могут постичь основы, просто потратив время на изучение материала. Многие из наиболее высокооплачиваемых должностей требуют свидетельства об университетском образовании, но это ни в коем случае не является жестким требованием. Способность хорошо выполнять свою работу часто бывает важнее формальных полномочий.

Специалисты по информатике обычно имеют степень бакалавра информационных технологий, информатики или другой соответствующей области..

информатика | Определение, поля и факты

Информатика , изучение компьютеров и вычислений, включая их теоретические и алгоритмические основы, аппаратное и программное обеспечение, а также их использование для обработки информации. Дисциплина информатики включает изучение алгоритмов и структур данных, компьютерное и сетевое проектирование, моделирование данных и информационных процессов, а также искусственный интеллект. Информатика берет некоторые свои основы из математики и инженерии и поэтому включает методы из таких областей, как теория массового обслуживания, вероятность и статистика, а также проектирование электронных схем.Информатика также широко использует проверку гипотез и экспериментирование во время концептуализации, проектирования, измерения и уточнения новых алгоритмов, информационных структур и компьютерных архитектур.

портативный компьютер портативный персональный компьютер. © Index Open

Популярные вопросы

Что такое информатика?

Кто самые известные программисты?

Что можно делать с информатикой?

Используется ли информатика в видеоиграх?

Как мне изучить информатику?

Многие университеты по всему миру предлагают степени, которые обучают студентов основам теории информатики и приложениям компьютерного программирования.Кроме того, преобладание онлайн-ресурсов и курсов позволяет многим людям самостоятельно изучать более практические аспекты информатики (такие как кодирование, разработка видеоигр и дизайн приложений).

Информатика считается частью семейства из пяти отдельных, но взаимосвязанных дисциплин: компьютерная инженерия, информатика, информационные системы, информационные технологии и разработка программного обеспечения. Это семейство стало известно как дисциплина вычислений.Эти пять дисциплин взаимосвязаны в том смысле, что информатика является их объектом изучения, но они отделены друг от друга, поскольку каждая имеет свою исследовательскую перспективу и направленность учебной программы. (С 1991 года Ассоциация вычислительной техники [ACM], Компьютерное общество IEEE [IEEE-CS] и Ассоциация информационных систем [AIS] сотрудничают, чтобы разработать и обновить таксономию этих пяти взаимосвязанных дисциплин и руководящие принципы, которые образовательные учреждения во всем мире для их программ бакалавриата, магистратуры и исследований.)

Основные области информатики включают традиционное изучение компьютерной архитектуры, языков программирования и разработки программного обеспечения. Однако они также включают в себя вычислительную науку (использование алгоритмических методов для моделирования научных данных), графику и визуализацию, взаимодействие человека с компьютером, базы данных и информационные системы, сети, а также социальные и профессиональные вопросы, которые являются уникальными для практики информатики. . Как может быть очевидно, некоторые из этих подполей частично совпадают в своей деятельности с другими современными областями, такими как биоинформатика и вычислительная химия.Эти совпадения являются следствием тенденции компьютерных ученых признавать многочисленные междисциплинарные связи в своей области и действовать в соответствии с ними.

Развитие информатики

Информатика возникла как самостоятельная дисциплина в начале 1960-х годов, хотя электронно-цифровая вычислительная машина, являющаяся объектом ее изучения, была изобретена примерно двумя десятилетиями ранее. Корни информатики лежат, прежде всего, в смежных областях математики, электротехники, физики и информационных систем управления.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Математика является источником двух ключевых концепций в развитии компьютера - идеи о том, что всю информацию можно представить в виде последовательностей нулей и единиц, и абстрактного понятия «хранимая программа». В двоичной системе счисления числа представлены последовательностью двоичных цифр 0 и 1 так же, как числа в знакомой десятичной системе представлены цифрами от 0 до 9.Относительная легкость, с которой два состояния (например, высокое и низкое напряжение) могут быть реализованы в электрических и электронных устройствах, естественным образом привела к тому, что двоичная цифра или бит стал основной единицей хранения и передачи данных в компьютерной системе.

Электротехника обеспечивает основы проектирования схем, а именно идею о том, что электрические импульсы, входящие в схему, могут быть объединены с использованием булевой алгебры для получения произвольных выходных сигналов. (Булева алгебра, разработанная в 19 веке, предоставила формализм для разработки схемы с двоичными входными значениями нулей и единиц [ложь или истина, соответственно, в терминологии логики], чтобы получить любую желаемую комбинацию нулей и единиц на выходе.) Изобретение транзистора и миниатюризация схем, наряду с изобретением электронных, магнитных и оптических носителей для хранения и передачи информации, явились результатом достижений электротехники и физики.

Информационные системы управления, первоначально называвшиеся системами обработки данных, предоставили ранние идеи, на основе которых развились различные концепции информатики, такие как сортировка, поиск, базы данных, поиск информации и графические пользовательские интерфейсы.В крупных корпорациях размещались компьютеры, на которых хранилась информация, которая имела центральное значение для ведения бизнеса: платежная ведомость, бухгалтерский учет, управление запасами, производственный контроль, отгрузка и получение.

Теоретические работы по вычислимости, начатые в 1930-х годах, обеспечили необходимое распространение этих достижений на проектирование целых машин; важной вехой стала спецификация машины Тьюринга (теоретическая вычислительная модель, выполняющая инструкции, представленные в виде последовательности нулей и единиц) в 1936 году британским математиком Аланом Тьюрингом и его доказательство вычислительной мощности модели.Другим прорывом стала концепция компьютера с хранимой программой, которую обычно приписывают венгерскому американскому математику Джону фон Нейману. Это истоки области информатики, которая позже стала известна как архитектура и организация.

Алан М. Тьюринг, 1951. Science History Images / Alamy

В 1950-е годы большинство пользователей компьютеров работали либо в научно-исследовательских лабораториях, либо в крупных корпорациях. Первая группа использовала компьютеры для выполнения сложных математических вычислений (например,g., траектории ракет), в то время как последняя группа использовала компьютеры для управления большими объемами корпоративных данных (например, платежными ведомостями и товарно-материальными запасами). Обе группы быстро поняли, что написание программ на машинном языке нулей и единиц непрактично и не надежно. Это открытие привело к разработке языка ассемблера в начале 1950-х годов, который позволяет программистам использовать символы для инструкций (например, ADD для сложения) и переменных (например, X ). Другая программа, известная как ассемблер, переводила эти символические программы в эквивалентную двоичную программу, шаги которой компьютер мог выполнять, или «выполнять».”

Другие элементы системного программного обеспечения, известные как связывающие загрузчики, были разработаны для объединения частей собранного кода и загрузки их в память компьютера, где они могли быть выполнены. Концепция связывания отдельных частей кода была важна, поскольку позволяла повторно использовать «библиотеки» программ для выполнения общих задач. Это был первый шаг в развитии области компьютерных наук, называемой программной инженерией.

Позже, в 1950-х годах, язык ассемблера оказался настолько громоздким, что разработка языков высокого уровня (близких к естественным языкам) стала поддерживать более легкое и быстрое программирование.FORTRAN стал основным языком высокого уровня для научного программирования, а COBOL стал основным языком бизнес-программирования. Эти языки несли с собой потребность в различном программном обеспечении, называемом компиляторами, которое переводит программы на языке высокого уровня в машинный код. По мере того как языки программирования становились все более мощными и абстрактными, создание компиляторов, которые создают высококачественный машинный код и которые эффективны с точки зрения скорости выполнения и потребления памяти, стало сложной проблемой информатики.Разработка и реализация языков высокого уровня лежит в основе области информатики, называемой языками программирования.

Рост использования компьютеров в начале 1960-х годов послужил толчком для разработки первых операционных систем, которые состояли из резидентного программного обеспечения системы, которое автоматически обрабатывало ввод и вывод, а также выполнение программ, называемых «заданиями». Спрос на более совершенные вычислительные методы привел к возрождению интереса к численным методам и их анализу, деятельности, которая расширилась настолько широко, что стала известна как вычислительная наука.

В 1970-х и 1980-х годах появились мощные устройства компьютерной графики, как для научного моделирования, так и для другой визуальной деятельности. (Компьютеризированные графические устройства были введены в начале 1950-х годов с отображением грубых изображений на бумажных графиках и экранах электронно-лучевых трубок [ЭЛТ].) Дорогостоящее оборудование и ограниченная доступность программного обеспечения не позволяли этой области расти до начала 1980-х, когда компьютерная память, необходимая для растровой графики (в которой изображение состоит из небольших прямоугольных пикселей), стала более доступной.Технология растровых изображений вместе с экранами с высоким разрешением и развитием графических стандартов, которые делают программное обеспечение менее зависимым от машины, привели к взрывному росту этой области. Поддержка всех этих видов деятельности переросла в область компьютерных наук, известную как графика и визуальные вычисления.

С этой областью тесно связано проектирование и анализ систем, которые напрямую взаимодействуют с пользователями, выполняющими различные вычислительные задачи. Эти системы стали широко использоваться в 1980-х и 90-х годах, когда линейное взаимодействие с пользователями было заменено графическими пользовательскими интерфейсами (GUI).Дизайн графического пользовательского интерфейса, который был впервые разработан Xerox, а затем подхвачен Apple (Macintosh) и, наконец, Microsoft (Windows), важен, потому что он определяет то, что люди видят и делают, когда они взаимодействуют с вычислительным устройством. Разработка соответствующих пользовательских интерфейсов для всех типов пользователей превратилась в область компьютерных наук, известную как взаимодействие человека с компьютером (HCI).

графический интерфейс пользователя Xerox Alto был первым компьютером, на котором для управления системой использовались графические значки и мышь - первый графический интерфейс пользователя (GUI). Предоставлено Xerox

Область компьютерной архитектуры и организации также резко изменилась с тех пор, как в 1950-х были разработаны первые компьютеры с хранимой программой. Так называемые системы с разделением времени появились в 1960-х годах, чтобы позволить нескольким пользователям одновременно запускать программы с разных терминалов, жестко подключенных к компьютеру. В 1970-х годах были разработаны первые глобальные компьютерные сети (WAN) и протоколы для высокоскоростной передачи информации между компьютерами, разделенными на большие расстояния.По мере развития этих видов деятельности они переросли в область компьютерных наук, называемую сетями и коммуникациями. Важным достижением в этой области стало развитие Интернета.

Идея о том, что инструкции, а также данные могут храниться в памяти компьютера, имела решающее значение для фундаментальных открытий о теоретическом поведении алгоритмов. То есть такие вопросы, как «Что можно / нельзя вычислить?» были формально решены с использованием этих абстрактных идей. Эти открытия положили начало области компьютерных наук, известной как алгоритмы и сложность.Ключевой частью этой области является изучение и применение структур данных, подходящих для различных приложений. Структуры данных, наряду с разработкой оптимальных алгоритмов для вставки, удаления и размещения данных в таких структурах, являются серьезной проблемой для компьютерных ученых, потому что они так активно используются в компьютерном программном обеспечении, особенно в компиляторах, операционных системах, файловых системах, и поисковые системы.

В 1960-х годах изобретение магнитных дисков обеспечило быстрый доступ к данным, расположенным в произвольном месте на диске.Это изобретение привело не только к более грамотно спроектированным файловым системам, но и к разработке баз данных и систем поиска информации, которые впоследствии стали важными для хранения, извлечения и передачи больших объемов и разнообразных данных через Интернет. Эта область информатики известна как управление информацией.

Другая долгосрочная цель исследований в области информатики - создание вычислительных машин и роботизированных устройств, которые могут выполнять задачи, которые обычно считаются требующими человеческого интеллекта.К таким задачам относятся движение, зрение, слух, говорение, понимание естественного языка, мышление и даже проявление человеческих эмоций. Область информатики интеллектуальных систем, первоначально известная как искусственный интеллект (ИИ), на самом деле предшествовала первым электронным компьютерам в 1940-х годах, хотя термин искусственный интеллект не был введен до 1956 года.

Три развития вычислительной техники в начале XXI века - мобильные вычисления, вычисления клиент-сервер и взлом компьютеров - способствовали появлению трех новых областей в информатике: разработка на основе платформ, параллельные и распределенные вычисления и безопасность. и информационное обеспечение.Платформенная разработка - это изучение особых потребностей мобильных устройств, их операционных систем и приложений. Параллельные и распределенные вычисления связаны с разработкой архитектур и языков программирования, которые поддерживают разработку алгоритмов, компоненты которых могут работать одновременно и асинхронно (а не последовательно), чтобы лучше использовать время и пространство. Обеспечение безопасности и информации связано с проектированием компьютерных систем и программного обеспечения, которые защищают целостность и безопасность данных, а также конфиденциальность лиц, которые характеризуются этими данными.

Наконец, на протяжении всей истории информатики особое внимание уделялось уникальному социальному воздействию, которое сопровождает исследования в области информатики и технологические достижения. Например, с появлением Интернета в 1980-х годах разработчикам программного обеспечения потребовалось решить важные вопросы, связанные с информационной безопасностью, личной конфиденциальностью и надежностью системы. Кроме того, вопрос о том, является ли компьютерное программное обеспечение интеллектуальной собственностью, и связанный с ним вопрос «Кому оно принадлежит?» породила совершенно новую правовую область лицензирования и лицензионных стандартов, которые применяются к программному обеспечению и связанным с ним артефактам.Эти и другие проблемы составляют основу социальных и профессиональных вопросов информатики и проявляются почти во всех других областях, указанных выше.

Итак, чтобы подвести итог, дисциплина информатики превратилась в следующие 15 отдельных областей:

  • Алгоритмы и сложность

  • Архитектура и организация

  • Вычислительные науки

  • Графика и визуальные вычисления

  • Взаимодействие человека и компьютера

  • Управление информацией

  • Интеллектуальные системы

    Сеть и связь

  • Операционные системы

  • Параллельные и распределенные вычисления

  • Разработка на основе платформы

  • Языки программирования

  • Обеспечение безопасности и информации

  • Программная инженерия

  • Социальные и профессиональные вопросы

Информатика по-прежнему имеет сильные математические и инженерные корни.Программы бакалавриата, магистратуры и докторантуры по информатике обычно предлагаются высшими учебными заведениями, и эти программы требуют от студентов прохождения соответствующих курсов математики и инженерии, в зависимости от их специализации. Например, все студенты бакалавриата по информатике должны изучать дискретную математику (логику, комбинаторику и элементарную теорию графов). Многие программы также требуют от студентов завершения курсов по расчету, статистике, численному анализу, физике и принципам инженерии в начале учебы.

.

Компьютерные науки | Блог Вивека

Компьютерные науки

Компьютерные науки, изучение теории, экспериментов и инженерии, лежащих в основе разработки и использования компьютеров - устройств, которые автоматически обрабатывают информацию. Информатика уходит своими корнями в работу английского математика Чарльза Бэббиджа, который впервые предложил программируемый механический калькулятор в 1837 году. До появления электронных цифровых компьютеров в 1940-х годах информатика обычно не отделялась от математики и инженерии.С тех пор появилось множество направлений исследований, уникальных для данной дисциплины.

Ранние работы в области информатики в конце 1940-х - начале 1950-х годов были сосредоточены на автоматизации процесса выполнения вычислений для использования в науке и технике. Ученые и инженеры разработали теоретические модели вычислений, которые позволили им проанализировать, насколько эффективны различные подходы при выполнении различных вычислений. В то время информатика значительно пересеклась с разделом математики, известным как численный анализ, который исследует точность и точность вычислений.( см. ENIAC; UNIVAC.)

Поскольку использование компьютеров расширилось между 1950-ми и 1970-ми годами, сфера информатики расширилась и включила упрощение использования компьютеров с помощью языков программирования - искусственных языков, используемых для программирования компьютеров, и операционных систем - компьютерных программ, которые обеспечивают полезный интерфейс между компьютер и пользователь. В это время ученые-информатики также экспериментировали с новыми приложениями и компьютерными конструкциями, создавая первые компьютерные сети и исследуя взаимосвязь между вычислениями и мышлением.

В 1970-е годы производители компьютерных микросхем начали массовое производство микропроцессоров - электронных схем, которые служат главным центром обработки информации в компьютере. Эта новая технология произвела революцию в компьютерной индустрии, резко снизив стоимость сборки компьютеров и значительно увеличив скорость их обработки. Микропроцессор сделал возможным появление персонального компьютера, что привело к взрывному росту использования компьютерных приложений. В период с начала 1970-х по 1980-е годы информатика быстро расширилась, стремясь разрабатывать новые приложения для персональных компьютеров и стимулировать технический прогресс в вычислительной индустрии.Большая часть ранее проведенных исследований стала доходить до общественности через персональные компьютеры, которые основывались на существующих концепциях и системах в большей части своего раннего программного обеспечения.

Ученые-информатики продолжают расширять границы компьютерных и информационных систем, первыми создавая более сложные, надежные и мощные компьютеры; позволяя сетям компьютеров эффективно обмениваться огромными объемами информации; и поиск способов заставить компьютеры вести себя разумно.Поскольку компьютеры становятся все более неотъемлемой частью современного общества, компьютерные ученые стремятся решать новые проблемы и изобретать более эффективные методы решения текущих проблем.

Цели информатики варьируются от поиска способов лучше обучить людей использованию существующих компьютеров до весьма спекулятивных исследований технологий и подходов, которые могут оказаться нежизнеспособными в течение десятилетий. В основе всех этих конкретных целей лежит желание улучшить условия жизни людей сегодня и в будущем за счет более эффективного использования информации.

Информатика - это сочетание теории, инженерии и экспериментов. В некоторых случаях ученый-компьютерщик разрабатывает теорию, затем конструирует комбинацию компьютерного оборудования и программного обеспечения на основе этой теории и экспериментально проверяет ее. Примером такого подхода, основанного на теории, является разработка новых инструментов программной инженерии, которые затем оцениваются на практике. В других случаях эксперименты могут привести к новой теории, например к открытию того, что искусственная нейронная сеть проявляет поведение, подобное нейронам в мозгу, что приведет к новой теории в нейрофизиологии.

Может показаться, что предсказуемая природа компьютеров делает эксперименты ненужными, потому что результаты экспериментов должны быть известны заранее. Но когда компьютерные системы и их взаимодействие с миром природы становятся достаточно сложными, может возникнуть непредвиденное поведение. Таким образом, экспериментирование и традиционный научный метод являются ключевыми частями информатики.

Информатику можно разделить на четыре основных области: разработка программного обеспечения, компьютерная архитектура (аппаратное обеспечение), взаимодействие человека с компьютером (разработка наиболее эффективных способов использования компьютеров людьми) и искусственный интеллект (попытка заставить компьютеры вести себя разумно). ).Разработка программного обеспечения связана с созданием компьютерных программ, которые работают эффективно. Компьютерная архитектура занимается разработкой оптимального оборудования для конкретных вычислительных потребностей. Области искусственного интеллекта (ИИ) и взаимодействия человека с компьютером часто включают разработку программного и аппаратного обеспечения для решения конкретных проблем.

При разработке программного обеспечения компьютерные ученые и инженеры изучают различные области и методы проектирования программного обеспечения, такие как лучшие типы языков программирования и алгоритмов (см. Ниже) для использования в конкретных программах, способы эффективного хранения и извлечения информации и вычислительные ресурсы. пределы определенных комбинаций программного обеспечения и компьютера.Разработчики программного обеспечения должны учитывать множество факторов при разработке программы. Часто производительностью программы в одной области приходится жертвовать ради общей производительности программного обеспечения. Например, поскольку компьютеры имеют ограниченный объем памяти, разработчики программного обеспечения должны ограничить количество функций, которые они включают в программу, чтобы она не требовала большего объема памяти, чем может предоставить система, для которой она предназначена.

Программная инженерия - это область разработки программного обеспечения, в которой компьютерные ученые и инженеры изучают методы и инструменты, которые способствуют эффективной разработке правильных, надежных и устойчивых компьютерных программ.Исследования в этой области информатики рассматривают все фазы жизненного цикла программного обеспечения, который начинается с формальной спецификации проблемы и переходит к разработке решения, его реализации в виде программы, тестированию программы и сопровождению программы. Инженеры-программисты разрабатывают программные инструменты и наборы инструментов, называемые средами программирования, для улучшения процесса разработки. Например, инструменты могут помочь в управлении многими компонентами большой программы, написанной командой программистов.

Алгоритмы и структуры данных являются строительными блоками компьютерных программ. Алгоритм - это точная пошаговая процедура для решения проблемы за конечное время и с использованием конечного количества памяти. Общие алгоритмы включают поиск в коллекции данных, сортировку данных и числовые операции, такие как умножение матриц. Структуры данных представляют собой шаблоны для организации информации и часто представляют отношения между значениями данных. Некоторые общие структуры данных называются списками, массивами, записями, стеками, очередями и деревьями.

Ученые-информатики продолжают разрабатывать новые алгоритмы и структуры данных для решения новых проблем и повышения эффективности существующих программ. Одна из областей теоретических исследований называется алгоритмической сложностью. Компьютерные специалисты в этой области стремятся разработать методы определения внутренней эффективности алгоритмов по отношению друг к другу. Другая область теоретических исследований, называемая теорией вычислимости, направлена ​​на выявление внутренних ограничений вычислений.

Инженеры-программисты используют языки программирования для передачи алгоритмов компьютеру.Естественные языки, такие как английский, неоднозначны - это означает, что их грамматическая структура и словарный запас можно интерпретировать по-разному - поэтому они не подходят для программирования. Вместо этого используются простые и недвусмысленные искусственные языки. Ученые-информатики изучают способы сделать языки программирования более выразительными, тем самым упрощая программирование и уменьшая количество ошибок. Программа, написанная на языке программирования, должна быть переведена на машинный язык (фактические инструкции, которым компьютер следует).Ученые-информатики также разрабатывают более совершенные алгоритмы перевода, позволяющие создавать более эффективные программы на машинном языке.

Базы данных и поиск информации - смежные области исследований. База данных - это организованный набор информации, хранящейся в компьютере, такой как данные учетной записи клиента компании. Специалисты по информатике пытаются упростить пользователям доступ к базам данных, предотвратить доступ неавторизованных пользователей и повысить скорость доступа. Они также заинтересованы в разработке методов сжатия данных, чтобы в том же объеме памяти можно было хранить больше данных.Иногда базы данных распределяются по нескольким компьютерам, которые обновляют данные одновременно, что может привести к несогласованности хранимой информации. Чтобы решить эту проблему, компьютерные ученые также изучают способы предотвращения несогласованности без снижения скорости доступа.

Поиск информации связан с поиском данных в коллекциях, которые не имеют четкой организации, таких как файл газетных статей. Ученые-информатики разрабатывают алгоритмы для создания индексов данных.После того, как информация проиндексирована, для ее организации можно использовать методы, разработанные для баз данных. Интеллектуальный анализ данных - это тесно связанная область, в которой анализируется большой объем информации для выявления закономерностей. Например, сбор данных о продажах в продуктовом магазине может помочь выявить модели покупок, чтобы помочь магазину более эффективно заполнить полки. ( см. Хранение и поиск информации.)

Операционные системы - это программы, которые контролируют общее функционирование компьютера.Они обеспечивают пользовательский интерфейс, помещают программы в память компьютера и заставляют его выполнять их, управляют устройствами ввода и вывода компьютера, управляют ресурсами компьютера, такими как его дисковое пространство, защищают компьютер от несанкционированного использования и обеспечивают безопасность хранимых данных. Ученые-информатики заинтересованы в том, чтобы сделать операционные системы более простыми в использовании, более безопасными и эффективными путем разработки новых дизайнов пользовательских интерфейсов, разработки новых механизмов, которые позволяют обмениваться данными, предотвращая доступ к конфиденциальным данным, и разработки алгоритмов, позволяющих более эффективно использовать время и память компьютера.

Изучение численных вычислений включает разработку алгоритмов вычислений, часто на больших наборах данных или с высокой точностью. Поскольку выполнение многих из этих вычислений может занять дни или месяцы, компьютерные специалисты заинтересованы в том, чтобы вычисления были максимально эффективными. Они также исследуют способы повышения числовой точности вычислений, которые могут иметь такие эффекты, как повышение точности прогноза погоды. Цели повышения эффективности и точности часто противоречат друг другу, поскольку повышение эффективности достигается за счет точности, и наоборот.

Символьные вычисления включают в себя программы, которые манипулируют нечисловыми символами, такими как символы, слова, рисунки, алгебраические выражения, зашифрованные данные (данные, закодированные для предотвращения несанкционированного доступа), и части структур данных, которые представляют отношения между значениями ( см. Шифрование). Одним из объединяющих свойств символьных программ является то, что им часто не хватает обычных шаблонов обработки, которые можно найти во многих численных вычислениях. Такие нарушения ставят перед компьютерными специалистами особые проблемы при создании теоретических моделей эффективности программы, при переводе ее в эффективную программу на машинном языке, а также при определении и проверке ее правильного поведения.

Компьютерная архитектура - это разработка и анализ новых компьютерных систем. Компьютерные архитекторы изучают способы улучшения компьютеров за счет увеличения их скорости, емкости и надежности хранения, а также за счет снижения их стоимости и энергопотребления. Компьютерные архитекторы разрабатывают модели как программного обеспечения, так и оборудования для анализа производительности существующих и предлагаемых компьютерных конструкций, а затем используют этот анализ для разработки новых компьютеров. Они часто участвуют в разработке нового компьютера, потому что точность их моделей зависит от конструкции компьютерной схемы.Многие компьютерные архитекторы заинтересованы в разработке компьютеров, которые специализируются на определенных приложениях, таких как обработка изображений, обработка сигналов или управление механическими системами. Оптимизация архитектуры компьютера под конкретные задачи часто дает более высокую производительность, более низкую стоимость или и то, и другое.

С Искусственный интеллект

Исследования в области искусственного интеллекта (ИИ) направлены на то, чтобы позволить компьютерам и машинам имитировать человеческий интеллект и способность обработки сенсорной информации, а также моделировать человеческое поведение с помощью компьютеров, чтобы улучшить наше понимание интеллекта.Многие отрасли исследований ИИ включают машинное обучение, логический вывод, познание, представление знаний, решение проблем, рассуждения на основе конкретных случаев, понимание естественного языка, распознавание речи, компьютерное зрение и искусственные нейронные сети.

Ключевой метод, разработанный при изучении искусственного интеллекта, состоит в том, чтобы определить проблему как набор состояний, некоторые из которых являются решениями, а затем выполнить поиск состояний решения. Например, в шахматах каждый ход создает новое состояние. Если компьютер проанализирует состояния, полученные в результате всех возможных последовательностей ходов, он сможет определить те, которые выиграли игру.Однако количество состояний, связанных со многими проблемами (например, возможное количество ходов, необходимых для победы в шахматной партии), настолько велико, что их исчерпывающий поиск нецелесообразен. Процесс поиска можно улучшить за счет использования эвристики - правил, специфичных для данной проблемы и, следовательно, помогающих направлять поиск. Например, шахматная эвристика может указать, что когда ход приводит к мату, нет смысла проверять альтернативные ходы.

Другая область информатики, которая нашла широкое практическое применение, - это робототехника - проектирование и разработка механических устройств с компьютерным управлением.Сложность роботов варьируется от игрушек до автоматизированных заводских сборочных линий, и они избавляют людей от утомительных, повторяющихся или опасных задач. Роботы также используются там, где требования к скорости, точности, постоянству или чистоте превышают возможности человека. Робототехники - ученые, работающие в области робототехники, - изучают многие аспекты управления роботами. Эти аспекты включают моделирование физических свойств робота, моделирование его среды, планирование его действий, эффективное управление его механизмами, использование датчиков для обеспечения обратной связи с управляющей программой и обеспечение безопасности его поведения.Они также изучают способы упрощения создания управляющих программ. Одна из областей исследований направлена ​​на обеспечение большей ловкости и адаптивности роботов, чем у людей, и тесно связана с ИИ.

E Интерфейс человек-компьютер

Человеко-компьютерные интерфейсы позволяют людям пользоваться компьютерами. Примером интерфейса человек-компьютер является клавиатура, которая позволяет людям вводить команды в компьютер и вводить текст в конкретное приложение.Разнообразие исследований взаимодействия человека с компьютером соответствует разнообразию пользователей компьютеров и приложений. Однако объединяющей темой является разработка более совершенных интерфейсов и экспериментальная оценка их эффективности. Примеры включают улучшение доступа к компьютеру для людей с ограниченными возможностями, упрощение использования программ, разработку трехмерных устройств ввода и вывода для виртуальной реальности, улучшение распознавания рукописного ввода и речи, а также разработку проекционных дисплеев для авиационных приборов, в которых важна информация, такая как скорость, высота. , и курс отображаются на экране перед окном пилота.Одна из областей исследований, называемая визуализацией, связана с графическим представлением больших объемов данных, чтобы люди могли понять их ключевые свойства.

В СВЯЗЬ КОМПЬЮТЕРНОЙ НАУКИ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ

Поскольку информатика выросла из математики, она сохраняет многие тесные связи с этими дисциплинами. Теоретическая информатика заимствует многие подходы из математики и логики.Исследования в области численных вычислений частично совпадают с исследованиями математики в области численного анализа. Компьютерные архитекторы тесно сотрудничают с инженерами-электриками, которые проектируют схемы компьютера.

Помимо этих исторических связей, существуют прочные связи между исследованиями ИИ и психологией, нейрофизиологией и лингвистикой. Исследование интерфейса человек-компьютер также связано с психологией. Робототехники работают с инженерами-механиками и физиологами над созданием новых роботов.

Информатика также косвенно связана практически со всеми дисциплинами, в которых используются компьютеры. Приложения, разрабатываемые в других областях, часто предполагают сотрудничество с компьютерными учеными, которые делятся своими знаниями об алгоритмах, структурах данных, разработке программного обеспечения и существующих технологиях. В свою очередь, компьютерные ученые имеют возможность наблюдать за новыми приложениями компьютеров, благодаря чему они получают более глубокое представление об их использовании. Эти отношения делают информатику в высшей степени междисциплинарной областью исследования.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

.

Что такое компьютерные науки? в США

Информатика - третья по популярности специальность среди иностранных студентов, приезжающих в США. Состояния. Существует множество причин, по которым информатика так популярна, в том числе исключительная безопасность работы, что редко высокие стартовые зарплаты и разнообразные возможности трудоустройства в разных отраслях. Однако иностранный студент намереваясь изучать информатику, необходимо спросить себя: «Что такое информатика?»

Итак, что такое информатика? Вообще говоря, информатика - это изучение компьютерных технологий, как аппаратных и программное обеспечение.Однако информатика - это разнообразная область; необходимые навыки актуальны и востребованы практически во всех отраслях современного технологически зависимого мира. Таким образом, область информатики разделены на ряд суб-дисциплин, большинство из которых являются полноценными специализированными дисциплинами в самих себя. Область компьютерных наук охватывает несколько основных областей: теория компьютеров, аппаратные системы, программное обеспечение. системы и научные вычисления. Студенты будут выбирать кредиты из этих субдисциплин с различными уровни специализации в зависимости от желаемого приложения степени информатики.Хотя самый строгий специализация происходит на уровне выпускника, точно зная, что такое информатика (и где студент интересы попадают в эту обширную область) имеет первостепенное значение для изучения информатики.

Дисциплины информатики

Дисциплины, охватываемые степенью информатики, невероятно обширны, и иностранный студент должен знать как изучать информатику или, другими словами, как эффективно ориентироваться в этом море суб-дисциплин и специализации.Вот несколько возможных областей специализации, доступных студентам, изучающим информатику. градусы:

  • Прикладная математика
  • Цифровое изображение / звук
  • Искусственный интеллект
  • Микропрограммирование
  • Биоинформатика
  • Сети и администрирование
  • Компьютерная архитектура Сети
  • Криптография
  • Компьютерная инженерия
  • Операционные системы
  • Разработка компьютерных игр
  • Робототехника
  • Компьютерная графика
  • Симуляторы и моделирование
  • Компьютерное программирование
  • Разработка программного обеспечения
  • Программные системы
  • Управление данными
  • Веб-разработка
  • Проектные базы данных
  • Параллельное программирование
  • Разработка под iOS
  • Мобильная разработка
  • Системы памяти
  • Вычислительная физика

С таким большим количеством доступных опций, с особым вниманием к изучению информатики в Соединенных Штатах лучший план действий для любого иностранного студента, надеющегося серьезно подготовиться к своему будущему на работе рынок.Знание того, как изучать информатику и эффективное планирование того, какую степень получить, будет зависеть от от того, насколько хорошо студент понимает дисциплину информатики, и от решения, какая степень подходит для студент - это шаг, который определит, на какую карьеру в информатике он имеет право выпускной. Следовательно, крайне важно спланировать конкретную степень по информатике, которая позволит чтобы сделать карьеру, которую вы хотите.

Несмотря на, казалось бы, бесконечное разнообразие приложений и дисциплин, иностранный студент изучает компьютер наука в Соединенных Штатах должна будет ориентироваться, задавая важные вопросы, например: «Что такое информатика?» является отличный способ начать успешное образование и, в конечном итоге, карьеру.Более того, есть много бесплатных ресурсов доступны для изучения информатики. Например, отличный ресурс для иностранных студентов, пытающихся учиться информатика в Соединенных Штатах может быть веб-сайтами конкретных учреждений. Эти сайты будут не только сообщают, какие степени по информатике доступны в их учреждении (а также по любым специальностям), они также часто есть страницы, специально предназначенные для помощи заинтересованным иностранным студентам. Кредит курса программы сбои, стипендии и возможности стажировки, текущие исследования, все эти важные факты об учреждении можно найти на сайте их программы по информатике.

Еще один отличный ресурс для иностранных студентов - это Изучите руководство по информатике. Гид - это множество информация по темам, начиная от вопросов о том, где изучать информатику, до предоставления стажировки и карьерный совет.

Изучение информатики в США .

Смотрите также